Cloning, expression, and one-step purification of the minimal essential domain of the light chain of botulinum neurotoxin type A

A truncated but functional form of the botulinum neurotoxin A light chain (Tyr 9-Leu 415) has been cloned into the three bacterial expression vectors, pET 28, pET 30, and PGEX-2T, and produced as fusion proteins. This 406-amino-acid light chain was expressed with 1 six-histidine tag (LC-pET28), 2 six histidine tags and a S-tag (LC-pET30), or a six-histidine tag and a glutathione S-transferase tag (LC-pGEX-2T). The three fusion proteins have been overexpressed in Escherichia coli, purified in a soluble form, and tested for protease activity. All three recombinant proteins were found to have similar enzymatic activity, comparable to the light chain purified from the whole toxin. The LC-pET30 protein was the most soluble and stable of the three fusion proteins, and it could be purified using a one-step affinity chromatography protocol. The purified protein was determined to be 98% pure as assessed by SDS-polyacrylamide gel. This protein has been crystallized and initial X-ray data show that the crystals diffract to 1.8 A.     

新型冠状病毒RBD蛋白原核表达及多克隆抗体的制备

为原核表达严重急性呼吸综合征冠状病毒2（简称新型冠状病毒,severe acute respiratory syndrome-coronavirus 2,SARS-CoV-2）S蛋白受体结合域（receptor binding domain, RBD）并制备多克隆抗体,利用基因克隆技术将RBD基因连接到原核表达载体pGEX-6p-1和pET-32a(+)上,电转化至大肠杆菌XL1-Blue感受态细胞,利用优化后的表达条件大量表达重组蛋白,经亲和层析纯化后通过SDS-PAGE检测蛋白的表达情况。利用GST-RBD融合蛋白作为免疫抗原免疫小鼠制备多克隆抗体,ELISA和Western blot分析抗血清的效价和特异性。PCR鉴定和序列测定结果显示,成功构建了重组载体pGEX-RBD和pET-RBD,在大肠杆菌中实现了GST-RBD和RBD-His融合蛋白的可溶性高效表达。研究获得的多克隆抗体的滴度达到约1∶3 000,并具有良好的结合特异性。原核表达的可溶性新型冠状病毒RBD重组蛋白具有良好的免疫原性,为后续制备基因工程抗体奠定了实验基础。     

鞭毛蛋白FliC突变体／HPV18L2N融合蛋白的表达与纯化

目的：人乳头瘤病毒（HPV）的持续性感染导致女性宫颈癌的发生。HPV的次要衣壳蛋白L2可以诱发交叉中和多种型别HPV的中和抗体,但是单独免疫L2诱发的抗体滴度较低。鼠伤寒沙门氏茵鞭毛蛋白FliC是一种有效的佐剂。删除FliC超变区域的突变体可与外源抗原融合表达并且显著增强外源抗原特异性抗体的产生。本研究旨在构建鞭毛蛋白FliC超变区删除突变体与HPV18L2N（aa．13—154）的融合基因,通过大肠杆菌原核表达系统表达F1ic突变体与HPV18L2N的融合蛋白并纯化,为研究鞭毛蛋白的佐剂活性及新型HPV18L2疫苗奠定基础。方法：以鼠伤寒沙门氏菌鞭毛蛋白编码基因fliC为模板,通过重叠PCR法构建删除fliCD3区域（fliCAD3）、D3＋CD2a区域（fliCAD3CD2a）、D3＋D2区域（fliCAD2D3）的突变体,同时将HPV18L2N基因插入置换突变体的超变区删除区域。含有重组基因的表达载体在大肠杆菌中诱导表达,经SDS—PAGE及Westernblot鉴定分析。表达的融合蛋白经Ni—Sepharose亲和层祈纯化及Q-Sepharose离子交换层析去除内毒素。纯化后的融合蛋白经Native—PAGE鉴定分析,通过鲎试剂凝胶法测量蛋白溶液中的内毒素含量。结果：构建了pET22b．fliCAD3／18L2N、pET22b—nic△D3cD2a／18L2N、pET22b—fliCAD2D3／18L2N重组载体。重组载体在大肠杆菌以包涵体形式高效表达,且主要以单体形式存在。结论：通过原核表达及层析法纯化,成功获得了无热源、高纯度的鞭毛蛋白FliC突变体与HPV18L2N的融合蛋白,为增强HPVL2免疫原性提供了一种新的途径,为进一步研制HPV18L2疫苗奠定了基础。     

羊朊毒体单抗结合表位分析

通过分段表达PrP核心片段和人工合成多肽,分析5株羊朊毒体单抗结合表位。分段表达PrP核心片段,通过PCR方法扩增目的片段,经酶切、连接后,将目的片段插入质粒pET32a,在大肠杆菌BL21中表达。将表达的系列融合蛋白与单抗进行免疫转印试验,根据反应情况确定单抗结合的大致部位,在此基础上设计合成多条针对性多肽,用ELISA方法进一步确定3株单抗的结合部位;通过与6段融合蛋白反应证明5株单抗的结合部位分别为:2H3在199aa～213aa之间,4C6、5F11和7F11在139aa～168aa之间,7F1在214aa～227aa之间,与3段人工合成多肽进行ELISA反应进一步得到4C6、5F11和7F11抗原结合表位在149aa～158aa之间;本研究确定了5株单抗在PrP分子上的结合部位,为羊痒病和牛海绵状脑病的检测、发病机制的研究奠定了基础。     

黑胸大蠊浓核病毒磷脂酶A2功能区的克隆及其表达

通过RT-PCR扩增获得PfDNV结构蛋白基因VP1含磷脂酶A2(PLA2)功能区片段,将其连接到pMD18-T载体上并亚克隆到原核表达载体pET28a和pET26b,构建阅读框架正确的重组表达载体pET28a-PLA和pET26b-PLA,转化大肠杆菌BL21-codonplus(DE3)-RIL,经IPTG诱导,SDS-PAGE显示得到了目的融合蛋白,以抗组氨酸的单克隆抗体对经Ni-NTA亲和层析柱纯化的目的蛋白进行了westernblot鉴定,结果表明成功表达PfDNV结构蛋白PLA2,对于研究该酶的生物学特性及其在病毒对细胞侵染过程中的功能奠定了基础。     

家蚕抗菌肽CD高效表达及其抗BmNPV感染作用

通过大肠杆菌JM109诱导家蚕,提取其脂肪体总mRNA后,通过RT-PCR得到cDNA,根据GenBank上家蚕抗菌肽CecropinD的cDNA序列,设计并合成引物,然后PCR扩增得到CecropinD肽基因并克隆到pGEM-T载体中,经过EcoRΙ和XhoI酶切,连接并将CecropinD肽基因插入pET32a表达载体中。用重组质粒pET32a-ecropinD转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG诱导下,融合蛋白Trx-CecropinD以可溶形式得到高效表达,经SDS-PAGE检测显示分子量为23kDa与预期大小相符,表达量约为总蛋白的30%。融合蛋白经Ni2 柱纯化后通过肠激酶切割后释放为Trx(18kDa)和CecropinD(5kDa),最后通过超滤管分离得到重组抗菌肽。通过抑菌实验测得重组CecropinD对于革兰氏阴性及阳性菌均有抑菌活性。并将重组CecropinD与家蚕病毒BmNPV作用混合4h后,一起投喂家蚕,发现病毒感染力有明显降低,说明其有抗病毒感染作用。     

小鼠精囊自身抗原的原核表达和纯化

目的：在原核细胞中表达小鼠精囊自身抗原（SVA）,并对表达产物进行鉴定和纯化。方法：提取小鼠附睾组织总RNA,RT-PCR获得SVA的cDNA,设计并合成特异引物序列,进一步扩增出不含信号肽的SVA编码序列,连入原核表达载体pET28a中,经酶切和测序鉴定正确的重组质粒转化大肠杆菌Rosetta（DE3）感受态细胞,IPTG诱导表达,Western印迹分析表达产物His-SVA,采用Ni-NTA纯化融合蛋白His-SVA。结果：原核表达获得融合6个组氨酸的SVA,用抗His单克隆抗体进行Western印迹鉴定,检测到相对分子质量约18×10^3的目的蛋白,与理论值一致;经Ni-NTA纯化获得较高纯度的His-SVA融合蛋白。结论：获得了在大肠杆菌中表达的小鼠附睾蛋白SVA,为后续研究其对小鼠生殖的影响奠定了基础。     

结核分枝杆菌ESXB-ESXA融合蛋白的表达及其作为检测抗原的初步应用

目的:探索一种大量表达结核分枝杆菌ESXB-ESXA融合蛋白的方法,分析其抗原性,评价其在结核抗体检测中的初步应用。方法:采用PCR方法从结核分枝杆菌基因组中分别扩增esxB和esxA基因,用Linker(G4S)3连接2条目的片段,连接pET-32a(+)载体,构建ESXB-ESXA融合蛋白表达载体;重组表达载体转化宿主细胞大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达、纯化,Western印迹分析重组蛋白的抗原性;建立以融合重组蛋白为抗原的ELISA和胶体金检测方法,分析其在结核病抗体检测中的应用。结果:构建了ESXB-ESXA融合蛋白的表达载体,重组ESXB-ESXA在大肠杆菌中得以高效表达,表达量占菌体总蛋白的70%以上;Western印迹分析表明该重组蛋白具有较好的抗原性;ELISA和胶体金检测结果显示,用重组ESXB-ESXA抗原检测临床结核病患者有较好的特异性。结论:重组ESXB-ESXA融合蛋白表达量高并具有较好的抗原性,可作为结核病抗体检测的备选抗原。     

产单核细胞李斯特菌actA基因在大肠杆菌中的表达及其单克隆抗体的研制

利用PCR技术从血清型1/2a的产单核细胞李斯特菌Lm-4株中扩增出actA基因,经克隆筛选和测序鉴定后,构建成该基因的原核表达载体pGEX-6P-1-actA及pET-actA,转入E·coli后,IPTG诱导目的蛋白的表达。SDS-PAGE结果表明,actA基因在两种载体中均获得表达,融合蛋白的大小分别约为120kDa和97kDa。以纯化蛋白为材料进行了ActA单抗的研制,获得4株抗ActA的单克隆抗体杂交瘤细胞株,腹水单抗ELISA效价为1∶5×104~1∶1×105。选取单抗1A5进行Westernblot分析,结果表明单抗1A5能和表达产物进行特异性反应,且与Lm-4多抗血清的Westernblot结果一致。actA基因的原核表达及单抗的研制为研究ActA蛋白的生物学活性及其致病作用奠定了基础。     

人组织激肽释放酶成熟蛋白在大肠杆菌中的高效表达

将编码人组织激肽释放酶成熟蛋白的基因片段扩增并分别克隆到原核表达载体pET2 8(b)及分泌型表达载体pET2 0 (b)中 ,使其C端融合 6×HisTag序列 .转化不同受体菌 ,IPTG诱导表达后利用SDS PAGE、免疫印记等方法对重组蛋白进行分析 .在 6株基因工程菌株中 ,均表达出分子量约30kD的激肽释放酶融合蛋白 ,其中激肽释放酶在pET2 8载体中的表达水平高于pET2 0载体 .pET2 8和pET2 0载体表达的重组激肽释放酶蛋白分别占菌体总蛋白约 2 6 %和 10 % .Western印迹分析表明 ,目的蛋白可与抗人血清KK单克隆抗体发生特异性反应 .未经纯化的激肽释放酶融合蛋白具有一定的水解苯甲酰精胺酸乙酯 (BAEE)的能力 .在大肠杆菌中获得了人组织激肽释放酶的高效表达 ,表达产物具有免疫原性和生物活力 ,这为研究其生物功能和开发基因工程药物奠定基础     

猪源戊型肝炎病毒基因IV型ORF3编码蛋白的表达及鉴定

通过PCR从已构建的猪源戊型肝炎病毒全基因克隆扩增ORF3全基因,将扩增产物插入到pMD18-T载体中,亚克隆至原核表达载体pET28a（+）,构建pET28a-ORF3表达载体,转入E.coli BL21 (DE3),IPTG诱导表达。Ni-NTA层析柱纯化表达蛋白,用SDS-PAGE、免疫印迹、ELISA等方法分析鉴定表达产物。结果成功扩增到345 bp的目的基因;构建了重组表达载体pET28a-ORF3;转化宿主菌E.coli BL21 (DE3)后表达产物的相对分子质量在6.50~16.5 kDa之间,与预期表达的目的蛋白相对分子质量相符;表达的目的蛋白能与阳性猪源和人源血清发生特异性反应,证实其具有较好的反应原性。     

两种血吸虫病DNA疫苗的候选抗原基因研究

目的：以日本血吸虫基因SjFABP和SjGST原核表达产物检测二价DNA疫苗pVIVO2-SjFABP-SjGST在体内诱发的特异性抗体。方法：克隆日本血吸虫抗原基因SjFABP和sjGST,构建重组原核表达载体pET30a-SjFABP、pET30a-SjGST及真核表达载体pVIVO2-SjFABP-SjGST;将pET30a-SjFABP和pET30a-sjGST进行原核表达,并将表达产物用镍亲和柱分离纯化;采用Western印迹对日本血吸虫DNA疫苗pVIVO2-SjFABP-SjGST免疫4周后的BALB／c小鼠血清进行特异性抗体检测。结果：克隆了日本血吸虫抗原基因SjFABP（399bp）和町GST（657bp）,并构建了pET30a-SjFABP、pET30a-SjGST及pVIVO2-SjFABP-SjGST重组质粒;经Western印迹检测,pET30a-SjFABP及pET30a-SjGST原核表达的抗原蛋白均能够与经日本血吸虫二价DNA疫苗pVIVO2-SjFABP-SjGST免疫的小鼠的血清产生特异性免疫反应。结论：日本血吸虫町尉即和町GST基因的原核表达系统成功建立;原核表达的抗原蛋白具有免疫原性;以原核表达产物可检测日本血吸虫DNA疫苗pVIVO2-SiFABP-SiGST在体内诱发的特异性抗体。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒nsp4抗体制备与鉴定

为了获得猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)nsp4的抗体,根据HP-PRRSV TA-12株(Gen Bank Accession No.HQ416720)的nsp4基因序列,设计并合成一对引物。用RT-PCR扩增后克隆到原核表达载体p ET-28a(+)中,构建重组质粒p ET28a-nsp4,转化至Trasseta(DE3),经IPTG诱导重组蛋白获得了高效可溶性表达,大小约为26 k Da。经镍离子亲和柱(Ni+-NTA)纯化获得了高纯度重组蛋白,将纯化的nsp4蛋白免疫新西兰大白兔制备了多克隆抗体。ELISA检测抗体效价可达106,Western blotting和IFA检测结果表明所制备的多克隆抗体具有良好的免疫反应特异性,能够识别PRRSV感染宿主细胞中的nsp4蛋白。本研究成功制备了针对nsp4的多克隆抗体,为进一步研究nsp4的功能及PRRSV致病机制奠定了基础。     

A novel peptide tag for detection and purification of recombinant expressed proteins

Peptide tags have proven useful for the detection and purification of recombinant proteins. However cross reactions of antibodies raised to the tag are frequently observed due to the presence of host proteins containing all or parts of the tag. In this report we have identified a unique viral peptide sequence, R-tag, that by blast searches is absent from the commonly expression hosts Arabidopsis thaliana, Escherichia coli, Pichia pastoris and mouse myeloma cell NSO. We have prepared monoclonal antibodies to this peptide and confirmed the absence of this peptide sequence from the above genomes by Western blotting. We have also modified protein expression vectors to incorporate this sequence as a fusion tag in expressed proteins and shown its use to successfully purify recombinant proteins by immunoaffinity procedures.     

带有穿膜结构域的转录因子蛋白Oct4和Sox2的融合表达

目的:克隆、表达及纯化带有穿膜结构域的转录因子蛋白Oct4和Sox2。方法:根据GenBank中的Oct4和Sox2基因序列,在其3’端引入穿膜结构域11R,并在其两端引入NdeⅠ和XhoⅠ酶切位点,进行全基因合成;将目的基因克隆至pET41a载体,进行酶切鉴定及测序;将所获阳性重组质粒转化感受态大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达后,对表达产物进行Western印迹鉴定;最后用Ni-NTA亲和层析柱对所获目的蛋白进行纯化。结果:质粒酶切鉴定结果表明带有目的基因的重组质粒构建成功;SDS-PAGE结果显示有相对分子质量约42×103和38×103的特异性蛋白表达条带,经Western印迹证实为目的蛋白;用Ni-NTA亲和层析柱纯化后,得到均一的Oct4和Sox2目的蛋白。结论:得到带有穿膜结构域的转录因子融合蛋白Oct4和Sox2,为今后安全开展诱导性多能干细胞研究奠定了基础。     

Tandem repeat mhBD2 gene enhance the soluble fusion expression of hBD2 in Escherichia coli

Human beta-defensin-2 (hBD2) is a cysteine-rich cationic antimicrobial peptide with low molecular weight that exhibits a broad range of antimicrobial activity. To improve the expression level of hBD2 in Escherichia coli, tandem repeats of mature hBD2 gene were constructed and expressed as fusion proteins (TrxA-nmhBD2, n=1, 2, 4, 8) by constructing the vectors of pET32-nsmhBD2 (n=1, 2, 4, 8). The results showed that the tandem repeats of mhBD2 gene were highly expressed in our constructed system. Comparing the expression levels of soluble mhBD2, BL21(DE3)/pET32-2smhBD2 was selected as an ideal recombinant strain for mature hBD2 production. Under the optimized conditions of cultivation and isopropylthiogalactoside (IPTG) induction, the maximum expression level of soluble mature hBD2 (0.76 g/l) with the highest percentage of fusion protein in soluble proteins (62.2%) was obtained in the present work, which was the highest yield of hBD2 reported so far.     

黄鳍金枪鱼抗菌肽YFGAP在大肠杆菌中融合表达及其活性检测

【目的】抗菌肽YFGAP由32个氨基酸组成,分子量为3.4 kD,对革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G?)表现出强效的抑制作用,不具有溶血活性。在大肠杆菌中表达抗菌肽YFGAP,分离纯化抗菌肽并鉴定其生物学活性。【方法】化学合成EK-YFGAP和L-EK-YFGAP基因序列,构建表达载体pET22b-ELP20-EK-YFGAP、pET22b-ELP40-EK-YFGAP和pET22b-ELP40-L-EK- YFGAP,分别转化至大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,可逆相变循环纯化融合蛋白。肠激酶酶切,经Vivaspin Turbo纯化柱纯化,测定重组抗菌肽的抑菌活性和溶血活性。【结果】纯化出两种融合蛋白ELP40-EK-YFGAP和ELP40-L-EK-YFGAP,肠激酶酶切纯化后获得重组抗菌肽YFGAP,对4种病原菌均有抑制效果,溶血活性较低。【结论】以ELPs作为非色谱纯化标签,实现了抗菌肽YFGAP的融合表达,具有操作简单、成本低、易于扩大的优势,为重组抗菌肽的量化制备及应用提供了理论基础和技术支持。     

流行性乙型脑炎病毒E基因的克隆、表达及初步应用

参照GenBank中的日本乙型脑炎病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)SA14-14株序列设计了一对特异性引物,用PCR方法从SA14-14扩增E基因全长,然后克隆到pMD18-T载体中,转化宿主菌DH5a,提取阳性克隆质粒进行双酶切鉴定,将目的片段定向克隆到pET32a( )中,转化入BL21(DE3),经IPTG诱导可表达分子量约73ka的蛋白,Western blotting试验呈阳性,表明E基因得到表达。以纯化的表达产物为核心抗原,猪抗JEV血清为一抗,HRP标记羊抗猪IgG抗体为二抗建立间接ELISA方法,并初步检测了一些血清样品,结果提示表达的蛋白具有很好的应用开发价值。     

鲎血细胞中脂多糖结合蛋白TALF在大肠杆菌中的表达研究

TALF(Tachyleus antilipoposaccharide factor)对细菌内毒素（LPS）的核心部分有抑制作用。研究TALF cDNA基因在大肠杆菌中的表达,首先将TALF cDNA基因分别插入大肠杆菌表达载体pGEX-4T-2、pET22b、pET28a中,构建重组表达质粒,转化于大肠杆菌BL21(DE3)。结果表明克隆于pET22b、pET28a中的TALF cDNA基因没有表达,而融合了GST的TALF基因（GST-TALF）能够在大肠杆菌中表达,并形成包涵体。从1L培养基中可获得4mg纯度为91%的GST-TALF融合蛋白。经复性和纯化后的融合蛋白GST-TALF几乎检测不到抑菌活性及LPS中和活性,但该融合蛋白经凝血酶消化后表现出明显的体外抑菌活性及LPS中和活性。     

广西眼镜王蛇毒酸性磷脂酶A2-1在不同载体的表达

目的构建广西眼镜王蛇毒酸性磷脂酶A2-1(APLA2-1)在不同载体的重组表达质粒,在E.coli中表达APLA2-1并比较不同表达系统对APLA2-1的表达效果。方法将广西眼镜王蛇毒酸性磷脂酶A2-1(AP-LA2-1)基因克隆至表达载体pBLMVL2和pET28a( ),分别转化入大肠杆菌RR1和BL21,经过诱导表达,应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)及Western blot观察重组蛋白表达情况。结果成功构建了重组质粒pBLMVL2-APLA2-1和pET28a-APLA2-1。pBLMVL2-APLA2-1在SDS-PAGE上没见明显表达带,在Western blot上可见一14 kD的表达带。pET28a-APLA2-1在SDS-PAGE上有一明显的18 kD表达条带,表达产物AP-LA2-1约占细菌总量30%,并以包涵体的形式存在。结论APLA2-1可在大肠杆菌中表达,pET28a( )对APLA2-1的表达效果优于pBLMVL2。